連桿蓋設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及鉆2-M12孔夾具設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)PAGEPAGE27摘要連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過(guò)程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開(kāi)。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。機(jī)械加工工藝是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保障。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要部分，工藝對(duì)夾具的要求也會(huì)提高，專(zhuān)用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加工要求。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。關(guān)鍵字：連桿，加工工藝，夾具設(shè)計(jì)目錄摘要 I第1章零件的工藝分析 11.1零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 11.2零件的工藝分析 2第2章毛坯的選擇 32.1確定毛坯的類(lèi)型、制造方法和尺寸及其公差 32.2定毛坯的技術(shù)要求 32.3繪制毛坯圖 32.4確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 4第3章基準(zhǔn)的選擇 5第4章擬訂機(jī)械加工工藝路線 64.1確定各表面的加工方法 64.2擬訂加工工藝路線 64.2.1工藝路線方案1 64.2.2工藝路線方案2 74.3工藝方案的比較與分析 7第5章確立切削用量及基本工時(shí) 85.1工序2切削用量及其基本時(shí)間的確定 85.1.1確定每齒進(jìn)給量fz 85.1.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 85.1.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 85.1.4基本時(shí)間 95.2工序4切削用量及其基本時(shí)間的確定 95.2.1確定進(jìn)給量f 95.2.2確定切削速度V 95.2.3確定切削速度V 95.2.4基本時(shí)間的確定 105.3工序9切削用量及其基本時(shí)間的確定 105.3.1確定每齒進(jìn)給量fz 105.3.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 105.3.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 105.3.4基本時(shí)間 115.4工序10切削用量及其基本時(shí)間的確定 115.4.1確定每齒進(jìn)給量fz 115.4.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 115.4.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 125.4.4基本時(shí)間 12第6章夾具體方案設(shè)計(jì) 136.1確定定位基準(zhǔn) 136.2確定夾具整體方案 136.2.1方案的選擇 146.3夾具定位誤差分析 146.4夾緊力的計(jì)算 146.5切屑參數(shù)的設(shè)定 156.5.1鉆孔切削用量 156.5.2確定進(jìn)給量f 156.5.3確定切削速度v 156.6、鉆孔基本時(shí)間的確定 166.7、定位誤差分析 166.8夾具精度分析 166.9夾具總體設(shè)計(jì) 17第7章夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 207.1鉆套 207.2夾具體設(shè)計(jì) 217.3壓板 217.4夾緊機(jī)構(gòu) 237.5刀具的選擇 237.6夾具的設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 247.7結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 24設(shè)計(jì)心得 25參考文獻(xiàn) 26附錄 27第1章零件的工藝分析1.1零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 圖1.1為連桿蓋零件，材料為QT450-10鑄件，生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件／年。要求設(shè)計(jì)加工該零用的毛坯圖或零件與毛坯合圖1張，關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1套，主要工序的機(jī)械加工工序卡片３份，以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。圖1.1零件圖連桿是柴油機(jī)的重要零件之一。連桿體和連桿蓋通過(guò)螺栓連接成為一整體,其大頭孔與曲軸相連,小頭通過(guò)活塞銷(xiāo)和活塞相連,將作用于活塞氣體的膨脹壓力傳給曲軸,又受曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮汽缸中的氣體。1.2零件的工藝分析連桿蓋共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：1.以內(nèi)孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：的內(nèi)孔及倒角,兩個(gè)的螺紋孔,與內(nèi)孔中心相距尺寸為的平面,還有相距為的兩平面,以及一段半徑為的圓弧。2.以孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：2個(gè)mm的內(nèi)孔及其倒角,寬為mm的槽,相距尺寸為mm的凹槽。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是：a.連桿蓋的端面相對(duì)mm內(nèi)孔中心的對(duì)稱(chēng)度公差為;b.寬為mm的槽相對(duì)連桿蓋中心的對(duì)稱(chēng)度公差為;c.mm孔與mm內(nèi)圓中心的連線相距為。d.mm兩孔與mm內(nèi)圓的平行度公差為。第2章毛坯的選擇2.1確定毛坯的類(lèi)型、制造方法和尺寸及其公差（l）.因零件材料為鑄鐵件,要求的年產(chǎn)量為6000件,屬大批生產(chǎn),左支座的輪廓尺寸不大,且有較多不需要切削加工的表面．所以毛坯制造選用砂型手工造型鑄造成形。（2）.連桿蓋屬特形零件,且加工過(guò)程中利用不加工表面進(jìn)行定位的工序少,故零件毛坯選為粗鑄件。鑄件尺寸公差等級(jí)為CT11,加工余量等級(jí)按H級(jí)。2.2定毛坯的技術(shù)要求（1）.鑄件經(jīng)人工時(shí)效處理；（2）.逐漸不允許有夾渣、氣孔、疏松等缺陷；（3）.材料為QT450-10。2.3繪制毛坯圖根據(jù)連桿蓋零件圖,在各加工表面上加上機(jī)械加工余量,繪制毛坯圖,如圖2。1。圖2.3.12.4確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差表2.加工位置加工方法加工余表面粗糙程大端端面<1>粗銑<2>半銑螺紋孔下端面<1>粗銑<2>精銑螺紋孔<1>鉆螺紋孔<２>擴(kuò)螺紋孔大端側(cè)面<1>粗銑<２>精銑孔<１>粗鏜<２>半精鏜<３>精鏜<４>浮動(dòng)鏜上端內(nèi)槽<１>粗銑<２>精銑孔<１>鉆<２>擴(kuò)<３>鉸第3章基準(zhǔn)的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取內(nèi)孔左右兩邊的凸臺(tái)的上表面作為粗基準(zhǔn),在小端尾部用V型塊,限制個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行車(chē)銷(xiāo)。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算,此處不再重復(fù)。第4章擬訂機(jī)械加工工藝路線4.1確定各表面的加工方法根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,選定如下加工方法：大端端面：粗銑—精銑螺紋孔下端面：粗銑－精銑螺紋孔：鉆—擴(kuò)—鉸大端側(cè)面：粗銑—半精銑孔：粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動(dòng)鏜刀塊精鏜小端凹槽：粗銑—精銑孔：鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸圓槽：鏜孔內(nèi)的圓?。虹M4.2擬訂加工工藝路線4.2.1工藝路線方案1工序1鑄造毛坯。工序2粗銑大端側(cè)面,以螺紋孔定位。工序3精銑大端側(cè)面,以螺紋孔定位。工序4粗銑螺紋孔下端面,以大端端面定位。工序5精銑大端端面。工序6鉆、擴(kuò)、螺紋孔,以大端端面定位。工序7精銑小側(cè)面,以螺紋孔定位。工序8鉸螺紋孔,以大端端面定位。工序9精銑螺紋孔下端面,以大端定位。工序10合連桿蓋,粗鏜孔,并倒角,以大端定位。工序11鉆孔,并倒角,以孔定位。工序12鉸孔,以大端定位。工序13鏜內(nèi)槽,以孔定位。工序14半精鏜,精鏜,浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔。工序15鉸孔,以大端定位。工序16粗、精銑上端凹槽,以孔和大端側(cè)面定位。4.2.2工藝路線方案2工序1鑄造毛坯。工序2粗—精銑大小端側(cè)面,兩面互為基準(zhǔn)（翻轉(zhuǎn)幾次）工序3粗-精銑大端端面工序4鉆-擴(kuò)-鉸孔，以大端端面定位工序5合連桿蓋,粗鏜孔,并倒角,以大端定位。工序6半精鏜,精鏜,浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔,并鏜圓弧,以孔定位鉆工序7鏜內(nèi)槽,以孔定位。工序8鉆-擴(kuò)-鉸螺紋孔，以孔和大端側(cè)面定位工序9粗精銑螺紋孔下端臺(tái)階面，以孔孔和側(cè)面。工序10粗、精銑上端凹槽,以孔和大端側(cè)面定位。4.3工藝方案的比較與分析工藝路線一是按照工序分散的原則制定的,這樣使得裝夾次數(shù)增多,大大的降低了生產(chǎn)效率,對(duì)成批生產(chǎn)不適合,而且在選擇粗基準(zhǔn)的時(shí)候先加工側(cè)面,給后面的加工帶來(lái)了很大的誤差。工藝路線按照工序集中的原則,克服了路線一的缺點(diǎn),在粗基準(zhǔn)選擇上比較合理,先加工大端端面,減少對(duì)后面的加工所帶來(lái)的誤差。通過(guò)分析,最終選用路線2。第5章確立切削用量及基本工時(shí)5.1工序2切削用量及其基本時(shí)間的確定本工序?yàn)榇帚姶笮《藗?cè)面,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀。銑刀直徑,寬度,齒數(shù)5.1.1確定每齒進(jìn)給量fz由表9。4-1知道X62臥室銑床的功率為,工藝系統(tǒng)剛性為中等,細(xì)齒盤(pán)銑刀加工鑄鐵,查得?，F(xiàn)取5.1.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度5.1.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量根據(jù)表9。4-8中的公式計(jì)算： （5-1）式中,,,,,,,,,,,,。（5-2）根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-9選擇,實(shí)際切削速度,工作臺(tái)沒(méi)分鐘進(jìn)給糧為。根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查文獻(xiàn)[1]表4.2-40選擇則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為5.1.4基本時(shí)間根據(jù)表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為 (5-3)式中,,,,,5.2工序4切削用量及其基本時(shí)間的確定5.2.1確定進(jìn)給量本工序?yàn)殂@孔,刀具為直柄麻花鉆,鉆頭直徑,HBS<200,根據(jù)表5-127,,本孔加工要絞,,根據(jù)表4.2-16,Z525立式鉆床的進(jìn)給量取。5.2.2確定切削速度查3.1,則。根據(jù)表4.2-15取則實(shí)際速度。鉆孔基本時(shí)間的確定（5-4）式中,,,5.2.3確定切削速度v則根據(jù)表4.2-15取實(shí)際速度。5.2.4基本時(shí)間的確定根據(jù)表6.2-5 (5-5)式中,5.3工序9切削用量及其基本時(shí)間的確定本工序?yàn)榇帚娐菁y孔下臺(tái)階端面,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀.銑刀直徑,寬度,齒數(shù).5.3.1確定每齒進(jìn)給量由表9.4-1知道X62臥室銑床的功率為,工藝系統(tǒng)剛性為中等,細(xì)齒盤(pán)銑刀加工鑄鐵,查得.現(xiàn)取.5.3.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度.5.3.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量根據(jù)(5-1)計(jì)算：式中,,,,,,,,,,,。根據(jù)(5-2)計(jì)算：根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查文獻(xiàn)[1]表4.2-9選擇,實(shí)際切削速度,工作臺(tái)沒(méi)分鐘進(jìn)給糧為。根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-40選擇,則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為。5.3.4基本時(shí)間根據(jù)表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為 （5-6）式中5.4工序10切削用量及其基本時(shí)間的確定本工序?yàn)榇帚娚隙瞬?所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀.銑刀直徑,寬度,齒數(shù).5.4.1確定每齒進(jìn)給量由表9.4-1知道X52型立式銑床的功率為7.5KW,工藝系統(tǒng)剛性為中等,細(xì)齒盤(pán)銑刀加工鑄鐵,查得.現(xiàn)取。5.4.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由]表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度。5.4.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量根據(jù)(5-1)計(jì)算：式中，，,,,,T,,,,.根據(jù)(5-2)計(jì)算：根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-9選擇,實(shí)際切削速度,工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給糧為根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-40選擇,則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為。 5.4.4基本時(shí)間根據(jù)表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為 (5-7)式中,,,第6章夾具體方案設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的夾具。根據(jù)工藝決定設(shè)計(jì)凸臺(tái)上兩個(gè)12.5孔的夾具?？蛇x用型號(hào)立式鉆床。選用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996),擴(kuò)孔采用直柄擴(kuò)孔鉆（GB/T1141-1984）。6.1確定定位基準(zhǔn)本工序?yàn)殂@并擴(kuò)的兩孔，以為定位基準(zhǔn)。6.2確定夾具整體方案方案一；采用V型塊的定位方案，一個(gè)下方小孔固定，上方用一壓板壓緊，用支撐板定位端面。圖6.2.1方案二；采用ф20孔型塊在在下方定位，上方用ф80的孔定位。圖6.2.26.2.1方案的選擇方案一與方案二是從不同的方向?qū)走M(jìn)行加工，但方案一中的壓緊端面是進(jìn)行過(guò)加工的，而方案二中的鉆孔上端面沒(méi)有加工。本著先面后孔的原則，故方案一實(shí)用。6.3夾具定位誤差分析由于每一個(gè)工件的尺寸和表面形狀上存在著公差范圍內(nèi)的差異，夾具定位元件也有一定的制造誤差，結(jié)果會(huì)使每個(gè)具體表面相對(duì)于理想位置產(chǎn)生位置變動(dòng)量，產(chǎn)生定位誤差。定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。這個(gè)變動(dòng)量相對(duì)于基本尺寸而言是個(gè)微量，因而可將其視為冒個(gè)基本尺寸的微分。找出以工序基準(zhǔn)為端點(diǎn)的在加工尺寸方向上的冒個(gè)基本尺寸，對(duì)其進(jìn)行微分，就可以得到定位誤差。6.4夾緊力的計(jì)算夾緊裝置是夾具德?tīng)栔匾M成部分。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)應(yīng)注意；在夾緊過(guò)程中應(yīng)保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置。夾緊力大小適當(dāng)。夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。切削力：查參考得,,,,夾緊力：查參考表6.3-6簡(jiǎn)單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的類(lèi)型與夾緊力的計(jì)算得的螺旋壓緊力為,故采用螺旋夾緊有效。6.5切屑參數(shù)的設(shè)定6.5.1鉆孔切削用量本工序?yàn)殂@的通孔。單邊切屑余量為。6.5.2確定進(jìn)給量f本工序?yàn)殂@孔，鉆孔使用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996)，根據(jù)2.32鉆頭的直徑為,根據(jù)2.7，，根據(jù)2.32，選取Z3025鉆床的主軸進(jìn)給量。6.5.3確定切削速度v根據(jù)2.30,切削速度，f=1，，,.則根據(jù)2.32,取實(shí)際6.6、鉆孔基本時(shí)間的確定根據(jù)表6.2-7，三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為：(6-1)6.7、定位誤差分析由于每一個(gè)工件的尺寸和表面形狀上存在著公差范圍內(nèi)的差異，夾具定位元件也有一定的制造誤差，結(jié)果會(huì)使每個(gè)具體表面相對(duì)于理想位置產(chǎn)生位置變動(dòng)量，產(chǎn)生定位誤差。定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。這個(gè)變動(dòng)量相對(duì)于基本尺寸而言是個(gè)微量，因而可將其視為冒個(gè)基本尺寸的微分。找出以工序基準(zhǔn)為端點(diǎn)的在加工尺寸方向上的冒個(gè)基本尺寸，對(duì)其進(jìn)行微分，就可以得到定位誤差。6.8夾具精度分析使用夾具加工時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有；1、定位誤差工件安裝在夾具上位置不準(zhǔn)確或不一致。2、家具制造與裝夾誤差包括夾具制造誤差、夾緊誤差、導(dǎo)向誤差。3、加工過(guò)程誤差在加工過(guò)程中由于工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差。6.9夾具總體設(shè)計(jì)圖6.9圖6.9.2圖6.9.3第7章夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1鉆套材料為45，可拆卸，使用方便。圖7.1.17.2夾具體設(shè)計(jì)夾具體與鉆模板材料相同，都為45鋼.為滿足強(qiáng)度，長(zhǎng)和寬為160mmx122mm，厚度為20mm圖7.2.17.3壓板壓板用來(lái)來(lái)壓工件，并且可以安裝鉆套圖7.7.4夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)率的要求,運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。加工零件采用螺栓壓緊機(jī)構(gòu),通過(guò)M12的螺母使開(kāi)口壓板來(lái)壓緊。圖7.7.5刀具的選擇本工序?yàn)殂@孔，鉆孔使用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996)，根據(jù)2.32鉆頭的直徑為圖7.5.17.6夾具的設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明放置工件時(shí),將工件以銷(xiāo)定位放在夾具體上,壓動(dòng)壓壓板,旋緊的螺母使工件壓緊,再把面上的壓板壓下螺緊螺母,工完成后,旋松螺母，旋轉(zhuǎn)壓板90度,松開(kāi)鉆模板,旋松螺母，即可以取出零件7.7結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便。此次設(shè)計(jì)的夾具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)操作比較簡(jiǎn)單，使用方便，制造比較容易，價(jià)格便宜；(2)能保證工件的加工